山東埃爾派 | 點擊(ji)量:0次 | 2020-04-06
利用粉煤灰制備白炭黑 粉煤灰的低成本超細研磨
據不完全(quan)統(tong)計,2016年國(guo)內碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)消費量超(chao)過(guo)1500萬(wan)噸(不包括脫硫與(yu)飼料(liao)(liao)級),長石、石英、高嶺土(tu)(tu)、膨潤土(tu)(tu)及其它粘土(tu)(tu)礦(kuang)物超(chao)過(guo)3000萬(wan)噸,炭黑、白炭黑超(chao)過(guo)800萬(wan)噸,再加上其它各(ge)(ge)(ge)種(zhong)有機與(yu)無(wu)機、天然(ran)與(yu)人(ren)造(zao)的功(gong)能化(hua)填料(liao)(liao)總需(xu)求超(chao)過(guo)6000萬(wan)噸,隨(sui)著材料(liao)(liao)綠色化(hua)、復(fu)合化(hua)、功(gong)能化(hua)的發展趨(qu)勢,填料(liao)(liao)的用(yong)量將越來(lai)越大。根(gen)據初(chu)步(bu)調研分析和技術評估以及后(hou)續(xu)研發展望,未來(lai)5年內粉煤(mei)灰可(ke)按10-20%的比(bi)例(li)逐步(bu)替(ti)代各(ge)(ge)(ge)種(zhong)常規天然(ran)或人(ren)造(zao)填料(liao)(liao),總容量將達(da)500-1000萬(wan)噸。碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)作為(wei)常用(yong)化(hua)工填料(liao)(liao),應用(yong)面廣(guang)量大,價格(ge)低廉,細(xi)(xi)度以10微米以細(xi)(xi)為(wei)主(zhu),噸價格(ge)平(ping)均重鈣(gai)(gai)(gai)約1000元,輕(qing)鈣(gai)(gai)(gai)約1200元。同細(xi)(xi)度的粉煤(mei)灰超(chao)細(xi)(xi)微珠替(ti)代碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai),各(ge)(ge)(ge)種(zhong)制品的各(ge)(ge)(ge)項性能指標(biao)均有提高,成本(ben)下降明顯,在深色制品領(ling)域替(ti)代碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)潛力巨大。
利(li)用粉(fen)煤(mei)(mei)灰制備白炭(tan)黑一般是(shi)以粉(fen)煤(mei)(mei)灰提鋁殘渣為原(yuan)料(liao),通(tong)過(guo)堿(jian)熔(rong)等手段(duan)首先制得硅酸鈉,然后按(an)常(chang)規沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)生(sheng)產白炭(tan)黑。粉(fen)煤(mei)(mei)灰綜合利(li)用的(de)過(guo)程中(zhong)用粉(fen)煤(mei)(mei)灰磨將(jiang)粉(fen)煤(mei)(mei)灰磨細是(shi)一項非常(chang)重(zhong)要的(de)工(gong)作。沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)的(de)工(gong)藝(yi)路(lu)線是(shi)向硅酸鈉溶液中(zhong)加入硫酸或鹽酸等進行(xing)中(zhong)和反應,生(sheng)成(cheng)二氧化硅沉(chen)(chen)淀(dian),經過(guo)濾(lv)、干燥、粉(fen)碎即得成(cheng)品。但這種生(sheng)產方法(fa)對原(yuan)料(liao)要求高(gao),特(te)別(bie)是(shi)硅酸鈉中(zhong)鐵、亞(ya)鐵、銅離(li)子(zi)等要求特(te)別(bie)嚴格(ge),生(sheng)產操作復雜,不易(yi)控制。
大體有以下(xia)幾種提(ti)取方法:
1.低溫(wen)(wen)煅(duan)燒(shao)法。徐(xu)子芳等(deng)采用(yong)低溫(wen)(wen)煅(duan)燒(shao)法進行試驗,結果(guo)表(biao)明:粉(fen)(fen)煤灰和碳酸(suan)鈉采用(yong)1:1的配(pei)合比(bi),8000C低溫(wen)(wen)保溫(wen)(wen)2h,可(ke)得(de)到自粉(fen)(fen)化較(jiao)容易的霞石(shi)相。硅、鋁分離鹽酸(suan)濃度(du)3.5mol/L,樣品的產率(lv)較(jiao)高。硅膠可(ke)獲得(de)純(chun)度(du)達99.9%比(bi)表(biao)面積為(wei)374m2/g的SiO:(白炭黑(hei))。
2.堿(jian)溶(rong)一碳酸化分解一酸溶(rong)方(fang)法。粉煤灰預處理后,在250℃下與NaOH溶(rong)液反應1h,通入CO:氣體(ti)碳化,再加入鹽酸加熱過濾,濾渣(zha)在干(gan)燥箱60~709C干(gan)燥,再在3000C下老化1h,得到(dao)硅膠。
3.堿(jian)溶(rong)(rong)(rong)一微波(bo)消解法。粉(fen)(fen)煤(mei)灰(hui)(hui)在(zai)950℃下(xia)熱(re)處理,經熱(re)處理后的粉(fen)(fen)煤(mei)灰(hui)(hui),在(zai)微波(bo)堿(jian)溶(rong)(rong)(rong)液下(xia)溶(rong)(rong)(rong)解30~40min,溶(rong)(rong)(rong)出(chu)堿(jian)溶(rong)(rong)(rong)液濃度為(wei)(wei)2.5mol/L,液固比L/S為(wei)(wei)50,溶(rong)(rong)(rong)出(chu)時問(wen)為(wei)(wei)4h30min,溶(rong)(rong)(rong)出(chu)溫度為(wei)(wei)1600C。目前,堿(jian)熔(rong)法的二氧化硅(gui)(gui)提(ti)取(qu)(qu)率普遍較低右(you)可能(neng)對后粉(fen)(fen)煤(mei)灰(hui)(hui)提(ti)取(qu)(qu)白炭黑一般工藝流(liu)程低,有可能(neng)對后續(xu)燒結等工序的實施產生一定影響(xiang)。如何提(ti)高(gao)脫硅(gui)(gui)率,得(de)到高(gao)鋁硅(gui)(gui)比的灰(hui)(hui)渣是一個重要的研究方向。
4.酸(suan)法。王平等采用酸(suan)法制備白炭黑(hei)。依(yi)此法,粉煤灰經激(ji)活、酸(suan)浸、陳化(hua)、除(chu)雜等工藝,制備出(chu)SiO:純度達91.7%的白炭黑(hei),其化(hua)學式為SiO:?7H:0,品質標準符合HG/T3601。
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